Система механического управления вертолета

Глава 3, СИСТЕМА МЕХАНИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕРТОЛЕТА [c.111]

Характеристики управляемости вертолета могут быть улучшены применением автоматических систем управления. Для некоторых видов полетов, например для полета по приборам, автоматическая система улучшения устойчивости и управляемости необходима. Применение таких систем, естественно, усложняет конструкцию и увеличивает стоимость вертолета. Часто основным элементом автоматического управления вертолета является гироскоп. Поскольку сам несущий винт можно рассматривать как гироскоп, возможно использование управляющего гироскопа, который воспринимал бы те же инерционные силы, которые действуют и на несущий винт. Такая система управления может быть целиком механической, либо она может использовать гироскоп в качестве датчика, управляющие сигналы которого отрабатываются электрогидравлическими приводами. [c.776]

Стабилизирующий стержень вертолетов фирмы Белл , применяемый на двухлопастных несущих виптах с общим ГШ, представляет собой двуплечий гироскоп, установленный на втулке под прямым углом к лопастям. Динамика винта и гироскопа описывается дифференциальными уравнениями с периодическими коэффициентами, но низкочастотные реакции аналогичны описанным ранее (см. разд. 12.1.5). Плечи гироскопа соединены с поводками лопастей, при этом производится механическое суммирование отклонений гироскопа и отклонений управления от автомата перекоса. Имеется механическое демпфирование во вращающейся системе координат между гироскопом и валом винта. Таким образом, стабилизирующий стержень, как было показано выше, создает запаздывающую обратную связь по угловым скоростям тангажа и крена вертолета. Соответствующая система механически проста. Однако в каналах тангажа и крена реализуется одна и та же обратная связь, что нельзя признать удовлетворительным, поскольку момент инерции по крену меньше, чем по тангажу. В работе [М.122] показано, что стабилизирующий стержень эквивалентен запаздывающей обратной связи по угловой скорости для низких частот. В работе [S.128] эта система рассматривалась и сравнивалась с другими, включая систему с обратной связью по моменту на втулке. [c.782]

К 1935 г. автожиры достигли высокого развития как в Европе, так и в Америке, опередив вертолеты. Это объясняется тем, что, во-первых, автожир не предназначался для вертикальных полетов, а потому потребная мощность у него была меньше во-вторых, свободно вращающийся несущий винт механически проще. Кроме того, при разработке автожиров многое заимствовалось у самолетов, например двигатели и движители, а поначалу даже и система управления. Однако, не обладая способностью совершать настоящий вертикальный полет, автожир уступал и в других отношениях самолету. Тем не менее развитие автожира, включая накопление экспериментальных данных и практического опыта, оказало некоторое влияние на развитие вертолета и методы его проектирования. В то же время постройка автожиров дала мощный толчок развитию теории винтокрылых аппаратов. Многие исследования автожира, проводившиеся в 20—30-х годах, заложили основу теории вертолета. [c.31]

У большинства вертолетов имеется механический привод несущих винтов, т. е. крутящий момент передается на несущий винт через валы. В таких конструкциях необходимы трансмиссия и средства для уравновешивания крутящих моментов несущих винтов. При другом способе привода несущего винта — реактивном — холодный или горячий воздух выбрасывается из сопел, размещенных на концах или на задней кромке лопастей. Известны конструкции вертолетов с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах лопастей или с реактивными закрылками, куда подается сжатый воздух, генерируемый в фюзеляже. Поскольку в этом случае крутящий момент несущего винта не передается на фюзеляж вертолета (передается лишь незначительный момент трения в подшипниках вала), то трансмиссия и устройства, уравновешивающие крутящий момент, не нужны, что дает существенную экономию массы. Система реактивного привода несущего винта в принципе легче и проще, хотя аэродинамическая и термодинамическая эффективность вертолета ниже. Вертолет с реактивным приводом нуждается в дополнительном устройстве путевого управления. Возможно использование аэродинамических поверхностей типа руля направления, однако на малых скоростях полета они неэффективны. [c.301]

В системах с прямой механической связью между рычагами летчика и несущим винтом шарнирные моменты лопастей передаются на рычаги управления. Усилие на рычаге общего шага определяется постоянной составляющей шарнирного момента на лопасти, а на ручке циклического шага — переменной составляющей, имеющей чистоту оборотов. Для получения хороших характеристик управляемости важно надлежащее изменение усилий на ручке управления. Общие требования к усилиям на рычагах управления включают малое трение, низкие вибрации и логически понятное изменение усилий на переходных режимах полета. Должны иметься также средства для разгрузки рычагов управления на установившихся режимах полета. Желательно иметь также умеренные усилия, направленные противоположно и пропорциональные любому отклонению ручки управления. На вертолете с чисто механической системой управления шарнирные моменты и, следовательно, усилия на рычагах управления чувствительны к динамике и геометрии лопасти. [c.702]

Динамика замкнутых систем. Для обеспечения устойчивости продольного движения вертолета на висении необходима организация обратных связей, которые может осуществлять либо летчик, либо автоматическая система управления (она может быть и чисто механической, с использованием гироскопа). Необходимо получить сигналы о величинах поступательной скорости и угла тангажа, которые после соответствующего преобразования можно подать на продольное управление. По известным полюсам и нулям передаточных функций продольного движения [c.722]

На рис. 15.6 показаны корневые годографы для обратных связей по углу и по угловой скорости тангажа с запаздыванием. Механические системы стабилизации вводят такое запаздывание, обычно составляющ,ее около 1 с, что соответствует введению дополнительного полюса разомкнутой системы в левой полуплоскости. Вообще введение запаздывания ухудшает характеристики управляемости. При довольно большом запаздывании сигнала угла колебательное движение уже нельзя стабилизировать, а запаздывание сигнала угловой скорости ограничивает возможное демпфирование для действительного корня. Если же полюс, соответствующий запаздыванию, значительно больше действительного корня вертолета по модулю, то он мало влияет на корневой годограф. В частности, запаздывание сигнала угла и угловой скорости приемлемо до тех пор, пока постоянная времени форсирования больше постоянной времени запаздывания (полюс, соответствующий запаздыванию, должен находиться слева от нуля, соответствующего форсированию, и предпочтительно слева от действительного корня вертолета). Обратная связь по угловой скорости с запаздыванием (/s+1) 0is = =представляет интерес, поскольку существуют механические системы, реализующие такое управление (разд. 15.6). Она в основном подобна обратной связи по угловой скорости. Хотя обратная связь по угловой скорости, в том числе и с запаздыванием, не дает устойчивой замкнутой системы, она определенно улучшает динамику вертолета. При больших коэффициентах усиления колебательное движение может быть устойчивым даже при обратной связи по угловой скорости с запаздыванием, но этот случай не имеет практического значения. [c.727]

Таким образом, при отклонении плоскости управления пропорционально наклону гироскопа реализуется управление с запаздывающей обратной связью по угловым скоростям тангажа и крена вертолета, что сильно улучшает характеристики управляемости. Отметим, что такой закон управления обусловлен наличием демпфирования гироскопа Свр во вращающихся осях. Механическая система во вращающихся осях реализует одну и ту же обратную связь по тангажу и крену. Если же демпфирование гироскопа во вращающейся системе координат отсутствует (Свр = 0), то низкочастотная реакция гироскопа на изменение углов тангажа и крена равна [c.778]

На вертолетах в основном применяется гидромеханическая система управления. Это объясняется тем, что в современной технике нет более соверщенных приводов по развиваемому усилию на единицу массы. Однако наличие механической проводки в системе управления создает ряд проблем, связанных с обеспечением эффективности управления тяжелых вертолетов [c.188]

Привод(ы) (F 02 [(генераторов электрической энергии в системах зажигания D 1/06 В 61/00-67/00 нагнетателей В 39/(02-12) распределителей и прерывателей в системах зажигания Р 7/10) ДВС роторов газотурбинных установок С 7/(268-277)] В 66 (грейферов С 3/06-3/10, 3/12 грузоподъемных элементов автопогрузчиков F 9/20-9/24 домкратов (F 3/02, 3/24-3/42 передвижных F 5/02-5/04) канатных, тросовых и ценных лебедок D 1/02-1/24 подъемников в жилых зданиях и сооружениях В 11 /(04-08) рудничных подъемных устройств В 15/08 для талей, полиспастов и т. п. D 3/12-3/16) грохотов и сит В 07 В 1/42-1/44 В 66 (лебедок D 3/20-3/22 подвесных тележек подъемных кранов С 11/(16-24)) В 61 <ж.-д. стрелок, путевых тормозных башмаков и сигнальных устройств L 5/00-7/10, 11/(00-08), 19/(00-16) в канатных дорогах В 12/10 шлагбаумов L 29/(08-22)) клапанов (аэростатов и дирижаблей В 64 В 1/64 F 16 (в водоотводчиках, конденсационных горшках и т. п. Т 1/40-1/42 вообще К) силовых машин или двигателей с изменяемым распределением потока рабочею тела F 01 L 15/00-35/00) для ковочных молотов В 21 J 7/20-7/46 колосниковых решеток F 23 Н 11/20 машин для резки, перфорирования, пробивки, вырубки и т. п. разделения материалов В 26 D 5/00-5/42 В 23 (металлообрабатывающих станков G 5/00-5/58 ножниц для резки металла D 15/(12-14)) F 04 В (насосов (гидравлические 9/08-9/10 механические 9/02-9/06 паровые и пневматические 9/12) органов распределения в компрессорах объемного вытеснения 39/08) (несущих винтов вертолетов 27/(12-18) новерхноетей управления (предкрылков, закрылков, тормозных щитков и интерцепторов) самолетов 13/(00-50) гпасси самолетов и т.п. 25/(18-30)) В 64 С для отстойников В 01 D 21/20 переносных инструментов ударного действия В 25 D 9/06-9/12 пневматические F 15 В 15/00 В 24 В (полировальных 47/(00-28) шлифовальных 47/(00-28)) устройств поршневых смазочных насосов F 16 N 13/(06-18)J Привод(ы) F 01 [распределительных клапанов (L 1/02-1/10, 1/26, 9/00-9/04, 31/(00-24) пемеханические L 9/00-9/04) ручных инструментов, использование машин и двигагелей специального назначения для этой цели С 13/02] регулируемых лопастей [(воздушных винтов 11/(32-44) несущих винтов [c.150]

На основании заключения Леденцовского общества и результатов первых опытов с винтами И.А. Эйда внес в свой проект ряд изменений и отправил его в Министерство торговли и промышленности для получения привилегии (рис. 115). В своей патентной заявке изобретатель обосновал целесообразность выбранной им схемы следующим образом ...если возьмем два винта, которые расположим рядом, вращая их в разные стороны... то получим конструкцию аппарата, очень громоздкую и опасную при случайной поломке одного из винтов. Ввиду этого и для уменьшения размеров аппарата поместим оба винта концентрично, вращая их в разные стороны... Но тогда на опыте убедились, что подъемная сила такого геликоптера не будет равняться подъемной силе обоих винтов, а будет лишь немного больше, чем от одного верхнего винта (этот факт И.А. Эйда выяснил одним из первых в мире. — В.М.), так как нижний винт будет невыгодно работать, находясь в воздушном потоке, созданном верхним винтом. При моей системе оба винта расположены концентрично, приводятся в движение от одного и того же двигателя, причем винт... меньшего диаметра сидит неподвижно на валу двигателя, второй же винт большего диаметра... приводится в движение благодаря системе зубчатых колес от того же самого движителя, но с гораздо меньшей скоростью и в противоположную сторону... Главным достоинством этой системы является то, что оба винта, работая каждый в своем потоке, должны давать наибольшую подъемную силу при полном уравновешивании моментов и компактности всего устройства . В новый проект были внесены некоторые изменения вместо двух двигателей разной мощности предлагался один легкий ротативный Гном в 100—120 л.с., что упрощало компоновку и конструкцию вертолета диаметр малого винта был увеличен до 3 м, что улучшало энергетические и аэродинамические характеристики вертолета вместо противовеса и толкающего пропеллера управление и балансировку предполагалось обеспечивать наклоном оси несущих винтов, что упрощало и облегчало конструкцию. В результате получилась простая конструкция вертолета соосной схемы. Подъемная сила винтов оценивалась в 450 кг. Изобретатель в своей патентной заявке не указал, -как он собирался наклонять ось винтов. В то время это предполагалось делать либо ее механическим наклоном относительно фюзеляжа, либо наклоном всего вертолета, [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...